Analyse de la différenciation cellulaire, de la morphogenèse et de la modelation au cours de l’embryogenèse du poulet à l’aide du test des perles trempées
Summary
Le test des billes trempées implique l’administration ciblée de réactif de test à n’importe quel moment du développement pour étudier la régulation de la différenciation cellulaire et de la morphogenèse. Un protocole détaillé, applicable à tout modèle animal expérimental, pour préparer trois types différents de perles trempées et les implanter dans l’interdigit d’un embryon de poulet est présenté.
Abstract
Une multitude de programmes génétiques sont activés au cours du développement embryonnaire qui orchestre la différenciation cellulaire pour générer une diversité étonnante de cellules somatiques, de tissus et d’organes. L’activation précise de ces programmes génétiques est régulée par des morphogènes, des molécules diffusibles qui dirigent le destin cellulaire à différents seuils. Comprendre comment l’activation génétique coordonne la morphogenèse nécessite l’étude des interactions locales déclenchées par les morphogènes au cours du développement. L’utilisation de perles imbibées de protéines ou de médicaments implantés dans des régions distinctes de l’embryon permet d’étudier le rôle de molécules spécifiques dans l’établissement des doigts et d’autres processus de développement. Cette technique expérimentale fournit des informations sur le contrôle de l’induction cellulaire, du devenir cellulaire et de la formation de motifs. Ainsi, ce test de perles trempées est un outil expérimental extrêmement puissant et précieux applicable à d’autres modèles embryonnaires.
Introduction
Les percées dans les mécanismes moléculaires qui contrôlent l’expression des gènes au cours du développement embryonnaire nous ont permis de comprendre comment le devenir cellulaire est déterminé. L’engagement envers différentes lignées cellulaires se produit une fois que les cellules commencent l’expression moléculaire des facteurs de transcription1. Ce modèle d’expression est hautement coordonné dans l’espace et le temps et dirige ainsi la mise en forme, le positionnement et le modelage des cellules, des tissus et des organes 1,2,3,4,5. L’induction embryonnaire est le processus par lequel les cellules sont engagées dans des lignées spécifiques en établissant des hiérarchies qui limitent la potentialité des cellules, qui incluent même la génération du plan corporel de base comme cela se produit avec l’organisateur spemann 6,7. La lèvre dorsale blastopore induit un deuxième axe embryonnaire chez un embryon hôte 8,9. Aujourd’hui, à l’aide de greffes et d’autres expériences classiques combinées à des approches moléculaires, on sait que différents facteurs de transcription et facteurs de croissance fonctionnent pour diriger l’induction embryonnaire dans l’organisateur spemann10. Ainsi, la manipulation expérimentale est un outil important pour comprendre la différenciation cellulaire, la morphogenèse et les processus de modelage au cours de l’embryogenèse.
Fait intéressant, dans les systèmes embryonnaires où la transplantation de tissus est difficile ou lorsque les inducteurs sont déjà bien connus, les porteurs sont utilisés pour délivrer des molécules (par exemple, protéines, produits chimiques, toxines, etc.) pour réguler la différenciation cellulaire, la morphogenèse et même le modelage. L’un de ces systèmes porteurs consiste à implanter des billes imbibées dans une molécule spécifique dans tout organisme modèle expérimental à n’importe quel moment de développement pour déterminer l’effet dudit réactif ou diriger la différenciation dudit modèle. Par exemple, en implantant des perles imbibées d’acide rétinoïque (PR) dans le bourgeon du membre de l’aile de poulet, Cheryl Tickle et coll. (1985) ont démontré que la PR induit l’expression du hérisson sonique dans la zone d’activité polarisante (ZPA)11,12. La même stratégie expérimentale a été utilisée pour découvrir que la PR contrôle l’asymétrie des somites et la mort cellulaire dans le bourgeon du membre pendant le développement des doigts et dans d’autres régions embryonnaires des membres 13,14,15. D’autres facteurs, principalement des protéines (par exemple, les facteurs de croissance des fibroblastes [FGF], le facteur de croissance transformant bêta [TGF-ß]) ont été utilisés pour induire des membres dans les flancs des embryons précoces et de nouveaux chiffres dans la région interdigitale, respectivement 16,17,18,19,20,21 . Ces expériences démontrent la puissance et l’utilité de cette technique pour déterminer le stade d’engagement ou de compétence des tissus ou groupes de cellules exposés aux molécules.
Dans ce protocole, le membre du poussin au stade de la formation des doigts a servi de modèle expérimental pour présenter étape par étape comment préparer et implanter les perles trempées. Cependant, cet outil expérimental ne se limite pas à cette application, mais peut être exploité dans n’importe quel modèle animal expérimental et n’importe quel point temporel in vitro et in vivo pour étudier l’induction, la différenciation, la mort cellulaire et le modelage.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le principal avantage de l’outil expérimental détaillé dans ce protocole est de pouvoir contrôler le temps et le lieu de l’exposition aux perles imbibées d’une molécule expérimentale donnée. La combinaison du positionnement correct avec un calendrier de développement précis offre d’énormes possibilités pour étudier les processus de différenciation cellulaire. La réalisation de ces expériences dans des tissus indifférenciés permet d’étudier les premiers événements cruciaux de la lignée cell…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par la Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA)-Universidad Nacional Autónoma de México [numéros de subvention IN211117 et IN213314] et le Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) [numéro de subvention 1887 CONACyT-Fronteras de la Ciencia] attribué à JC-M. JC M-L a reçu une bourse postdoctorale du Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT-Fronteras de la Ciencia-1887). Les auteurs apprécient l’aide de Lic. Lucia Brito de l’Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM dans la préparation des références de ce manuscrit.
Materials
| Affi-Gel Blue Gel beads | Bio-Rad | 153-7302 | |
| AG1-X2 beads | Bio-Rad | 1400123 | |
| Egg incubator | Incumatic de Mexico | Incumatic 1000 | |
| Fine surgical forceps | Fine Science Tools | 9115-10 | |
| Heparine Sepharose beads | Abcam | ab193268 | |
| Petri dish | Nest | 705001 | |
| Stereomicroscope | Zeiss | Stemi DV4 | |
| Tape | NA | NA | |
| Tungsten needle | GoodFellow | E74-15096/01 |
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